簡述污水泵站和雨水泵站的自動化監控系統

孫中建

江蘇中興水務有限公司 江蘇 泰州 225400

在構建生態型社會理念的指導下，人們的環保意識和生態意識不斷增強，對城市環境也更加關注，污水和雨水是破壞城市環境的重要因素，如果污水隨意排放，會污染附近的水域，為居民健康埋下隱患，而雨水沒有及時處理，則容易造成城市內澇，不利于交通運輸和居民出行。污水泵站和雨水泵站是排水的關鍵途徑，其運行效率與城市生態環境和正常運行密切相關，對其開展自動化監控，可以顯著提升處理效率，有助于現代城市的可持續發展。

1 雨水泵站和污水泵站的運行原理

在城市排水中，一般來說污水和雨水不分管網，設立合流泵站。因為近年來的暴雨等極端天氣增多，城市人口膨脹，為避免大水漫城，緩解市政污水處理的壓力，大部分城市開始實現雨污分流，設立雨水泵站和污水泵站[1]。

（1）雨水泵站。雨水泵站一般設置于雨水管道系統中或城市低洼地帶，只有在大雨的時候才開啟，它注重的是排除城市的積水。雨水泵站的雨水通過進水口經過進水閘和格柵機進入集水池中，排水泵根據集水池水位的位置科學調控啟動的數量，確保城市水位處于合理狀態下。格柵輸送機對雨水進行過濾和處理，將雨水中的垃圾及時的撈出。

（2）污水泵站。污水泵站的主要職能為將污水輸送到處理廠，主要設備包括啟閉機、潛水泵、電動閘門以及格柵機。上級泵站將污水輸送到集水池中，開啟啟閉機污水則能夠進入到集水池中。格柵機將污水中的雜物過濾清除，避免雜物堵住出水口。污水泵主要起提升作用，把污水提起來，抽向污水廠，然后對污水進行處理，達標排放。

2 自動化監控系統的要求和標準

當前在構建自動化監控系統中，主要采用PLC系統，利用數字模擬量輸入模塊采集水泵運行數據，例如水泵運行停止狀態或者閘門開啟和關閉狀態、進水井液位和流量數據。PLC系統的主要控制內容為：第一，實現格柵機自動除污功能，將附著在格柵機上的雜污清除或者處理干凈；第二，在PLC系統的控制下，在啟動停止水泵前自動開啟關閉閘門；第三，通常情況下水泵設有手動和自動模式；第四，通過對水位進行檢測，根據運行狀態、啟停水位設置值自動循環控制系統；第五，利用組態軟件能夠完成工況記錄、監控管理、報表打印以及故障報警等工作[2]。

3 自動化監控系統軟件設計

在整個自動化監控系統中，軟件設計屬于核心部位，通過科學的軟件設計能夠對電機運行情況實現動態監控，如果發現故障及時預警。自動控制格柵機，清除從污水或者雨水中過濾出的泥沙和漂浮物，保證集水池干凈無雜物，因此，在軟件設計中，要注重數據采集、上位機通信、指令下達，以及控制算法簡單等，確保控制系統的穩定可靠。

軟件設計主要是由以下幾個部分構成：第一，檢測程序部分，通過系統檢測和處理完成信號輸入，并且根據數據分析結果做出反應、下達指令，信號處理主要包括電網工況、功率補償、集水池液位、進水閘狀態、以及格柵前后液位差等；第二，格柵機控制程序部分，格柵機也是整個泵站系統的關鍵設備，在正常運行下，格柵機根據前后液位差進行自動控制運行，同時也可以根據運行停止時間間隔設置參數自動控制運行，具體選擇哪種根據現場垃圾的狀況由運行人員判斷；第三，水泵處理程序部分，根據水泵的現場狀態，并且將相應的信息傳輸到監控系統中，操作平臺中有檢修、手動以及自動三種模式，并且有對應的按鈕，按下檢修模式按鈕后，水泵則停止運行，由檢修人員進行故障排查。按下手動按鈕后，可手動操作。按下自動按鈕后，水泵系統自動進入運行狀態。水泵自動運行根據液位設置自動投入水泵的運行數量，同時對水泵根據順序或累計運行時間進行輪換運行，確保水泵能均勻運行。

4 自動化監控系統數據處理

自動化監控系統在運行中會產生大量數據，對數據處理功能具有一定的要求，數據處理包括打印處理、數據設置以及數據統計三部分。首先，打印數據，包括打印系統運行參數、打印設備運行狀態、打印數據定時統計、打印水泵工作報表、打印水泵故障、打印水泵運行情況；其次，數據設置，主要包括液位差值、污水量、電力參數以及液位值；最后，數據統計，主要包括累計用電量、累積雨水量、運行時間以及污水量等[3]。

5 自動化監控系統的應用優勢

（1）降低成本。PLC系統能夠對水泵運行進行動態監控，及時發現運行中存在的故障問題，并且第一時間將故障類型和部位反饋到系統中，操作人員根據數據分析明確故障位置，為水泵維修提供便捷，能夠降低水泵的運行維護成本，避免水泵帶病運行，進而增加運行能耗，導致成本居高不下。

（2）維護簡單。PLC系統主要是由硬件設備和系統軟件構成，在正常工作中基本不會出現任何故障，如果發生故障只需要排查核心軟件，系統升級也較為方便。

（3）操作簡單。PLC系統以現代信息技術、傳感技術和通信技術為支撐，操作界面簡單易懂，可以自動完成對水泵開關控制，人員在操作界面中能夠快速完成簡單的維護和監測工作，避免了人員控制出現的失誤。

（4）運行可靠。PLC系統具有較強的隔離、屏蔽以及濾波功能，可以抵御外界環境的干擾，并且在各種復雜環境下保持平穩運行，系統運行更加可靠。

6 結束語

總而言之，雨水泵站和污水泵站是現代城市水處理系統的關鍵組成部分，引入自動化監控系統，可以對水泵的運行狀態開展動態監督，其所具備的遠程操作功能，還可以完成簡單的維修以及閘門控制等工作，降低水泵的運行成本，對促進現代城市發展具有現實意義。